Question

【题目】在“探究单摆摆长与周期关系”的实验中，某同学的主要操作步骤如下：

A．取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O点；

B．在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离l；

C．拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为5°），然后由静止释放小球；

D．用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t．

（1）用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为g= _____________________；

（2）若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是______________。（选填下列选项前的序号）

A、测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长

B、摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长

C、测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，并由计算式T=t/n求得周期

D、摆球的质量过大

（3）在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后，为了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并通过改变摆长，测得了多组摆长l和对应的周期T，并用这些数据作出T2-l图象如图甲所示。若图线的斜率为k，则重力加速度的测量值g=__________________。

（4）这位同学查阅资料得知，单摆在最大摆角θ较大时周期公式可近似表述

为了用图象法验证单摆周期T和最大摆角θ的关系，他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线。根据周期公式可知，

若图乙中的纵轴表示的是 则图线延长后与横轴交点的横坐标为____________________。

Answer 1

【答案】 C

【解析】 (1)单摆的周期，根据单摆周期公式得， 。

(2)根据得， ，

A. 测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故A错误；

B. 摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏小，故B错误；

C. 测量周期时,误将摆球(n1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C正确。

D. 摆球的质量过大，不影响重力加速度的测量，故D错误。

故选：C。

(3) 根据得： ，斜率， 。

（4）由得： ，当时， 。